项目1单元1发动机电控技术的发展与分类

项目一

发动机电控系统概述项目目标知识目标：（1）了解汽车发动机电控技术的发展；（2）能正确描述电控发动机的分类和优点；（3）能正确描述电控发动机的组成与工作原理；（4）能正确描述各传感器的功用与类型能力目标：（1）能在整车上认识电控发动机各组成部分；（2）熟悉各传感器的功用与类型情景导入：一天4S店来了一辆大众途观。车主反应油耗过高，达到16L/100km,技术总监询问车主后未能确定故障点，遂用解码器读取故障码，有沉积故障码，显示4缸失火，但是试车没有明显异常现象。技术总监让小刘排查电控发动机，小刘很迷茫，该怎么办呢？单元一发动机电控技术的

发展与分类一、汽车发动机电控技术的发展1.电控发动机的发展背景

40年代德国戴姆勒-奔驰、拜耳发动机制造厂，首次将燃油喷射系统装于汽车。50年代德国戴姆勒-奔驰，在奔驰3001装备机械式燃油缸内喷射系统。1953年美国bendix（朋迪克斯），开始开发电子控制燃油喷射系统。1957年朋迪克斯，电子控制燃油系统问世，装备在克莱斯勒轿车。60年代能源危机，各国汽车厂家对化油器做各种改进，无法满足限制。1967年德国bosch,开发jetronic型电控燃油喷射系统，率先达到废气排放浓度。1973年德国bosch，l-jetronic电控燃油喷射系统、质量流量lh-jetronic。1979年德国bosch，集电子点火和电控燃油喷射于一体的motronic数字式发动机综合系统。1980年美国gm、ford，首先推出SPI单点喷射式电控燃油喷射系统。1993年美国日本80%，德国98%，不仅在轿车，各种类型车采用电控燃油喷射系统。电喷发动机是21世纪我国车用发动机发展的方向。我国将在“十五”期间加快发展汽车电喷系统、ABS和安全气囊。EFI具有很大的发展潜力。我国的目标是经过“十五”技术改革后，产品水平和工艺水平达到国外20世纪90年代。一、汽车发动机电控技术的发展2.电控发动机的发展概况时期发展概况早期对汽油喷射进行控制，机械式控制在飞机发动机得到应用二战后汽油喷射控制应用在汽车上，受限于成本高，难度大，只在高级轿车及赛车。60年代电子技术迅猛发展以及受排放影响，向一般汽车推广。70年代汽车工业的重要发展方向，经历了晶体管→集成电路→微机控制，模拟式→数字式的发展。80年代低压喷射，单点汽油喷射90年代初多点喷射重占优势，发动机始终保持在最优工况目前燃油喷射控制、点火爆震控制、怠速控制、超速保护、减速断油、废气再循环控制、增压控制、可变气阀定时控制、发动机故障自诊断和故障安全系统等。3.电控发动机的发展趋势（1）控制器小型化，集成化数据采集计算、通讯速度不断提高实时处理燃烧压力的瞬态变化向综合控制方向发展（自动变速、主动悬架、车速控制等）16位取代8位→32位迈进（2）传感器小型化、集成化、智能化温度、电压自动补偿自动恢复性能衰退自诊断、自我修复功能直接输出数字信号，简化控制单元较强的抗干扰能力，增强系统的可靠性注：新型传感器的开发主要集中在3.电控发动机的发展趋势燃烧数据传感器研制发动机输出参数检测（3）控制软件的发展开环控制→闭环控制最优控制→自适应、自学习控制未来控制软件的发展主要体现在：3.电控发动机的发展趋势为新的变量开发控制算法为开发控制算法进行仿真研究为车外诊断的专家系统和车内使用的控制系统进行仿真应用研究二、电控发动机的分类1、按汽油喷射部位分类：缸内喷射和缸外喷射两类。（1）缸内喷射缸内喷射，又称缸内直喷，将汽油直接喷射到气缸内部；将喷油器直接安装在气缸盖上；以较高压力（10Mpa）将燃油喷入气缸优点：实现稀薄可燃混合气燃烧，有利于降低燃油消耗和控制排放；市面上的车越来越多采用。缸外喷射：燃油被喷到气缸以外；多数喷到进气歧管内应用较为普遍；优点：可避免喷油器暴露在燃烧室，从而不受高温高压的影响，喷油器的工作条件好，受到的制约也较少。二、电控发动机的分类（2）缸外喷射2、按汽油喷射时序分类：同时喷射、分组喷射和顺序喷射二、电控发动机的分类二、电控发动机的分类同时喷射：不论有多少气缸，各缸都在同一时间喷油，每工作循环喷两次油。一般气缸较少且较低等的电控发动机采用。顺序喷射和分组喷射的发动机出现燃油故障时，应急采用同时喷射，以供给发动机足够的油维持运转至修理厂。二、电控发动机的分类分组喷射：喷油器分成若干组，四缸机分两组，六缸机分两组或三组，各组交替喷油。顺序喷射（独立喷射）：各缸按照进气时序轮流喷油，每工作循环只喷一次。原理：ECU根据各传感器信号分析计算喷油量，辨别气缸后适时将定量燃油喷入气缸。特点：最复杂，喷油量最精确。二、电控发动机的分类3、按进气量的检测方式分类：直接测量（L型）和间接测量（D型）电控发动机电控发动机在工作时必须对进气量进行计量，从而根据空燃比完成喷油量的计算。二、电控发动机的分类流量型（L型）压力型（D型）二、电控发动机的分类直接测量型（L型）体积流量型：使用空气流量计（如卡门涡流式空气流量计等）质量流量型：采用热式空气流量计（热线式和热膜式空气流量计）间接测量：通过压力等测量进气量，一般通过进气歧管压力传感器来测量进气。原理：压力传感器将进气歧管内的进气压力信号送给ECU，ECU再根据压力信号与发动机的转速信号计算得出进气量。

注：近些年为了提高发动机进气量的计量精度，很多高档发动机同时使用直接计量和间接计量共同检测进气量。4.按喷油器位置分类：单点喷射和多点喷射单点喷射：喷油器置于进气总管处，一般有1-2喷油器集中喷油。多点喷射：多个喷油器，每个喷油器单独给某一汽缸喷油。二、电